合肥研究院等研制出高容量长寿命三维石墨烯锂离子电池材料北大核心CSCD

中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所刘锦淮和黄行九课题组的副研究员刘金云等在研制高性能石墨烯锂离子电池方面取得新成果,研制了具有高容量长寿命的三维石墨烯纳米复合锂离子电池材料。研究成果发表在国际期刊《先进材料》（Adv.Mater.2016,28,7696-7702）上,并且被选为卷首论文。     

大连理工大学薛冬峰小组超硬材料研究获重要进展

近日,大连理工大学化工学院材料化工系薛冬峰教授研究小组在超硬材料研究方面获得重要进展,该研究小组基于组成原子的电负性建立了鉴别材料硬度的微观模型,成果被国际最权威的物理学期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）接收。这是该研究小组近来继两篇《先进材料》（Advanced Materials）后的又一重大科研成果。     

《人工晶体学报》征稿简则

《人工晶体学报》主要报道我国在晶体材料、半导体材料、超导材料、红外材料、发光材料、新能源材料(太阳能电池材料、锂离子电池材料、固体氧化物燃料电池材料)、纳米材料、超硬材料和和高技术陶瓷在理论研究、生长技术、性能表征、加工以及生长设备等方面的最新科研成果。《人工晶体学报》为美国工程索引(EI)核心期刊,中文科技核心期刊、中文核心期刊,在国内外无机     

2015年《人工晶体学报》征订启事

《人工晶体学报》是由中材人工晶体研究院有限公司主办,是国内唯一一本专门刊登人工晶体材料这一高新技术领域研究热点的国际性刊物。它以论文和简报等形式报道我国在晶体材料、半导体材料、超导材料、红外材料、发光材料、新能源材料、太阳能电池材料、锂离子电池材料、固体氧化物燃料电池材料、纳米材料、超硬材料和和高技术陶瓷在理     

《人工晶体学报》征稿简则

《人工晶体学报》(Journal of Synthetic Crystals)是由中材人工晶体研究院主办、我国专门刊登人工晶体材料这一高新技术领域研究成果的学术性刊物。主要报道我国在人工晶体材料、半导体材料、发光材料、新能源材料(太阳能电池材料、镍氢电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料等)、纳米材料、薄     

MoO3的水热法制备、表征及储锂性能

以钼酸钠和水杨酸钠为原料,通过水热法合成了MoO3.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对材料的结构和形貌进行表征,采用电化学工作站和充放电仪对电池的电化学性能进行测试.研究结果表明:在180 ℃下水热反应12 h制备得到六方相MoO3(h-MoO3)纳米块相较于在180 ℃下水热反应24 h制备得到正交相MoO3(α-MoO3)纳米片的电化学性能更佳.当h-MoO3 作为锂离子电池负极电极材料时,其首次放电比容量为2068.1 mAh/g.在电流密度为50 mA/g下循环50次后,其放电比容量仍然高达946.4 mAh/g,这归因于h-MoO3较小的电化学转移阻抗.     

锂离子电池正极材料Li2FeSiO4/C的制备及性能研究

采用液态混合、固相反应相结合制备了锂离子电池正极材料Li2FeSiO4/C,研究了合成温度对材料结构和电化学性能的影响.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒流充放电,电化学交流阻抗(EIS)等测试方法对材料的结构、表观形貌及电化学性能进行表征.考察焙烧温度对Li2FeSiO4/C材料合成及其性能的影响.结果表明:650℃的样品在25℃以0.1C进行恒流充放电,其首次放电容量为103.31 mAh/g,10次循环后的比容量为81.35mAh/g.     

硫/碳复合材料在锂硫电池正极中的应用

锂硫电池由于具有1675 mAh·g-1的高理论比容量和2600 Wh·kg-1的高理论能量密度,被看做是下一代最有前景的二次电池能源储存系统之一.但是,多硫化物的穿梭效应、活性物质导电性差以及充放电过程中的体积膨胀效应等问题阻碍了其进一步商业化.为了解决这些问题,不同的材料被引入和硫进行复合.在所有材料的选择中,碳材料由于具有高的表面积、优异的导电性、化学稳定性和低成本等优势在锂硫电池正极中得到了广泛应用.本文总结了几种不同的碳材料在硫/碳复合正极中的发展历程,讨论了碳材料的结构、孔径大小以及表面功能化对锂硫电池电化学性能的影响,并对其前景以及发展趋势作了预测.     

废旧隔膜衍生碳负极的电化学储锂性能

以废隔膜为前体,通过一步热解碳化制备碳负极材料,考察了温度和时间对碳化产物的影响,并研究了碳负极材料的电化学储锂性能.结果 表明,废隔膜的最佳碳化温度为420℃,碳化时间为120 min;用作锂离子电池负极材料时,在50 mA/g低电流密度充/放电时的可逆放电比容量高达543.8 mAh/g;即使在高电流密度2000 mA/g循环1000圈后,可逆放电比容量仍可稳定在125.0 mAh/g左右,表现了良好的电化学储锂性能.该研究结果不仅有助于缓解废旧隔膜对环境产生的危害,而且能充分发挥废弃资源中的利用价值、降低电极材料的制备成本.     

新加坡开发出新型太阳能电池材料

<正>将来有一天,你的手机或电脑没电了,只需拿到太阳下晒一晒就能继续使用了,因为它们的显示器同时也是太阳能电池。这就是新加坡南洋理工大学(NTU)科学家发表在《自然·材料》杂志上的最新成果,他们开发出的下一代太阳能电池材料,不仅能把光转化成电,电池本身还能按照需要发出不同颜色的光。开发这种太阳能电池的材料来自钙钛矿,这是一种能制造高效廉价太阳能电池的关键材料。据物理学家组织网3     

热电池用CoS2正极材料水热合成及其性能研究

以硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)和硫脲(NH2CSNH2)为原料,在不同的反应物浓度下水热合成了不同形貌的CoS2材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱技术(xPS)对产物进行了表征,最后将石墨烯添加到制备的CoS2中作为正极材料制备成单体热电池进行恒流和脉冲放电测试.SEM、XRD测试结果表明,随着反应体系中反应物(Co(NO3)2·6H2O)量从0.02 mol/L增加到0.08 mol/L,产物CoS2材料纳米棒尺寸逐渐缩短,球形颗粒尺寸趋于均匀,团聚现象更加明显;材料晶相结构没有发生改变,都为立方晶系的CoS2;XPS测试结果表明合成的材料元素价态分别为Co2+和S-1.当恒流放电电流密度较大增加到0.8 A/cm2时,CoS2/石墨烯阴极材料有更好的电性能;脉冲放电测试结果表明,CoS2材料制备的单体电池内阻明显小于FeS2材料,在放电初期的平稳阶段,内阻约小0.5Ω.     

原料NiO粉末对燃料电池Ni/SDC阳极材料微结构和性能的影响

分别采用商用氧化镍和煅烧碱式碳酸镍所得氧化镍粉末与Ceo.8Smo.2O2-δ(SDC)粉末混合,经压制烧结制得燃料电池NiO/SDC阳极烧结体,经H2还原后得到Ni/SDC金属陶瓷阳极材料,考察了不同NiO原料和加入量对阳极烧结体和阳极材料的微结构及相关性能的影响,还对以Ni/SDC为阳极构建的燃料电池单电池的性能进行了测试.实验结果表明:煅烧碱式碳酸镍所得NiO粉末和商用NiO粉末的平均粒径分别约为1.1 μm和8μm,前者更为均匀细小;由煅烧碱式碳酸镍所得NiO所制备的Ni/SDC阳极材料具有更高的电导率,含40; NiO的阳极材料(S-Ni/40SDC),在H2气氛中的电导率可达117.5 S·cm-1.以煅烧碱式碳酸镍所得的NiO制备的NiO/SDC为阳极,SDC为电解质,(Y0.5Ca0.5) BaCo3ZnO7-50SDC为阴极的单电池在700℃下的最大输出功率达225 mW/cm2,开路电压为0.85 V,电池性能优于以商用NiO为阳极原料所构建的单电池.     

镁和铝离子电池负极材料Nb2N的第一性原理研究

高性能二维负极材料的开发是可充电离子电池应用的关键。本文基于第一性原理计算，系统研究了Mg和Al离子与二维Nb₂N的相互作用，包括其几何构型、电子结构、离子扩散特性、开路电压和理论容量。Mg和Al离子均能吸附在二维Nb₂N上，吸附能为负，表明金属与二维Nb₂N有较强的结合作用，有利于在可充电离子电池中的应用。二维Nb₂N的金属性能保证了离子电池良好的导电性。两种离子的扩散势垒均小于0.2 eV,说明其具有良好的充放电速率。此外，镁离子和铝离子电池均具有比较低的开路电压和高的理论容量。这些结果表明，二维Nb₂N适合作为高性能的负极材料而应用于镁离子和铝离子电池。     

废旧锂离子电池三元正极材料的回收与再利用工艺研究进展

锂离子电池因其能量密度高、循环性能好、自放电低等优势在各个领域得到了大量的应用.然而当锂离子电池使用3～5年后,其容量会随着电解液分解等原因而逐渐衰减,进而无法满足产品需求,势必会产生大量的废旧锂离子电池.因此,将其进行合理的回收利用,不仅可以节约资源,而且还能减轻环境的污染.本文综述了废旧锂离子电池回收的工艺步骤,主要包括三元正极材料的预处理工艺、有价金属离子的浸出与分离工艺、三元正极材料的再合成等工艺,并对比了各种工艺的优缺点.在此基础上,指出废旧锂离子电池三元正极材料的回收与再利用工艺应朝着安全、环保、高效的方向发展.     

合肥研究院等研制出高容量长寿命三维石墨烯锂离子电池材料

正中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所刘锦淮和黄行九课题组的副研究员刘金云等在研制高性能石墨烯锂离子电池方面取得新成果,研制了具有高容量长寿命的三维石墨烯纳米复合锂离子电池材料。研究成果发表在国际期刊《先进材料》(Adv.Mater.2016,28,7696-7702)上,并且被选为卷首论文。从便携式电子设备到新能源电动汽车,都对高性能锂离子电池具有迫切需求。作为锂离子电池的核心,     

多孔碳化棉复合SnO2锂离子电池负极材料的制备及性能研究

以脱脂棉为原料通过Mg2+模板法获取多孔碳化棉结构,再通过水热法在其表面及内部孔隙负载SnO2颗粒,获得多孔碳化棉与SnO2颗粒的复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱、X射线衍射分析(XRD)分析材料的微观形貌,利用循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)测试评价其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.结果表明,通过Mg2+模板法获取负载有SnO2颗粒的多孔碳化棉结构作为负极材料时,在300 mA/g的电流密度下,其容量在100圈后仍维持在500 mAh/g,是一种前景较为理想的锂离子电池负极复合材料.     

生物质炭的杂元素掺杂及其在电极中的应用

近些年,由于制备工艺的不断优化,生物质炭材料作为储能器件(锂离子电池、超级电容器、锂硫电池等)的电极材料得到了快速发展.与此同时,由于存在首次库伦效率低,不可逆容量大,电压滞后,大电流充放电能力弱等问题,大大阻碍了生物质炭材料作为电极材料的应用.而通过杂元素掺杂生物质炭(尤其是杂原子掺杂),可以有效地提高炭材料的润湿性和电子传导性,增加炭材料的缺陷以及活性位点,使其具有优异的电化学性能.本文归纳了杂元素掺杂生物质炭的研究进展,分别对其制备方法,以及在锂离子电池、超级电容器和锂硫电池等能源领域中的应用和前景进行介绍.     

热电池MnO2/石墨烯正极制备及电性能研究

采用水热法合成了MnO2/石墨烯复合材料,通过扫描电子显微镜( SEM)分析了材料的表面形貌,通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征了材料的晶相结构和组成,采用恒流放电的方式对LiSi/LiCl-KCl/( MnO2/G)单体电池进行了电性能的测试。测试结果表明反应体系中加入GO后获得的材料由大量的纳米花球式和纳米棒式结构无规则的交织排列在一起,α-MnO2纳米簇结构依附在石墨烯纳米片上;产物在2θ为22°~27°时出现了较宽的无序堆叠的石墨烯的衍射峰;Mn元素氧化后离子状态为Mn4+;LiSi/LiCl-KCl/( MnO2/G)单体电池有两个放电平台,分别为2.58 V、1.96 V,放电电压截止到1.0 V时,对应的放电比容量达到1150.2 mAh/g。     

退役三元锂离子电池正极材料高效清洁回收技术研究进展

锂离子电池因其能量密度高、循环性能好、自放电低等优势在各个领域得到了广泛的应用。近年来,退役三元锂离子电池数量急剧增长,从保护环境和节约资源的角度来看,开展退役锂离子电池回收再生工艺研究是必要的。本文综述了退役三元锂离子电池回收再生技术的研究现状,指出对衰减程度不同的锂电池正极材料需采取灵活的梯级回收工艺路线,并详细介绍了退役锂电池正极材料的湿法冶金回收工艺和物理法修复再生技术,分析了它们的优缺点和存在的技术难点。最后,展望了退役锂离子电池回收利用的前景和发展方向。     

改进锂离子电池正极材料磷酸锰锂电化学性能的研究进展

磷酸锰锂(LiMnPO4)是一种非常有前途的锂离子电池正极材料,它具有理论容量高、工作电压高、成本低和对环境友好等优点。然而,该材料存在电子电导率低和锂离子扩散慢的问题,导致其电化学活性非常低。尽管可以通过碳包覆、离子掺杂或替换、晶粒纳米化等方法改进LiMnPO4的电化学性能,但是,高倍率性能低等仍然是阻碍该材料实际应用的主要问题,如何提高LiMnPO4的电化学反应动力学性能,特别同时提高其电子电导率和锂离子扩散能力仍是该领域亟待解决的关键问题,本文就国内外近年有关改进锂离子电池正极材料磷酸锰锂电化学性能的研究进展进行一个简短总结。